Kryokonservierung von Zebrafisch-Spermatogonien durch ganze Hoden Nadel eingetaucht, ultra-schnelle Abkühlung
Summary
Das Hauptziel dieser Studie war die Nadel anpassen Verglasung (NIV) Verfahren um ganze Zebrafisch Hoden Ovarialgewebe eingetaucht. Darüber hinaus wurde die Reproduzierbarkeit der Methode in fünf verschiedenen Zebrafisch-Sorten getestet.
Abstract
Aktuelle Trends in Wissenschaft und Biotechnologie führen zur Schaffung von Tausenden von Neubaustrecken in Modellorganismen, wodurch die Notwendigkeit für neue Methoden zur sicheren Aufbewahrung von genetischen Ressourcen über die gemeinsame Praktiken Brutkolonien zu halten. Das Hauptziel dieser Studie war die Nadel anpassen Verglasung (NIV) Verfahren um ganze Zebrafisch Hoden Ovarialgewebe eingetaucht. Kryokonservierung von Frühphasen-Keimzellen von ganzen Hoden NIV bietet Möglichkeiten für die Lagerung von Zebrafisch genetische Ressourcen, vor allem, da sie nach der Transplantation zu männlichen und weiblichen Gameten heranreifen können. Hoden wurden herausgeschnitten, fixiert auf einer Akupunktur-Nadel, in zwei Cryoprotective Medien (Gleichgewichtherstellung Lösung mit 1,5 M Methanol und Propylen-Glykol 1,5 M; und Verglasung Lösung mit 3 M Dimethyl Sulfoxid und 3 M Propylenglykol) equilibriert, und stürzte sich in flüssigem Stickstoff. Proben wurden in einer Reihe von drei konsequente Erwärmung Lösungen erwärmt. Die wichtigsten Vorteile dieser Technik sind (1) das Fehlen von Spermien nach der Verdauung der erwärmte Hoden und erleichtert so die nachgelagerte Manipulationen; (2) Ultra-schnelle Kühlung ermöglicht die optimale Belichtung der Gewebe zu flüssigem Stickstoff, also die Maximierung der Kühlung und reduziert die benötigte Konzentration der Kryoprotektanten, wodurch sich ihre Toxizität; (3) synchron Exposition von mehreren Hoden Kryoprotektanten und flüssigem Stickstoff; und (4) Wiederholbarkeit durch den Erhalt der Lebensfähigkeit von über 50 % in fünf verschiedenen Zebrafisch-Stämme nachgewiesen.
Introduction
Neue Trends in Wissenschaft und Biotechnologie führten zur Schaffung von Tausenden von mutierten Neuanlagen von Mäusen, Drosophila, Zebrafisch und andere Arten als Modellorganismen im Biomedizin und anderen Wissenschaften1verwendet. Darüber, wie neue Technologien entwickelt und zur Verfügung stehen, die Nummern der mutierten Linien ständig steigen2. Dies führt zu der Notwendigkeit für eine sichere Lagerung der genetischen Ressourcen über die gemeinsame Praktiken Brutkolonien zu halten. Als eine Methode, die sichere Lagerung von genetischen Ressourcen für eine unbestimmte Zeit ermöglicht, Kryokonservierung bietet viele Vorteile, wie Erweiterung der Paarungszeit, umgeht die Notwendigkeit für die kontinuierliche Wartung der Brutbeständen, und es mehr Kosten ist – und Arbeit-effiziente2.
Protokolle für die Kryokonservierung von Spermien entwickelte sich während der letzten mehrere Jahre2,3,4 bieten die Möglichkeit für erfolgreiche Speicherung von Zebrafisch männliche Erbgut. Kryokonservierung von Eizellen oder Embryonen in den Fischen ist jedoch noch nicht möglich aufgrund ihrer komplexen Struktur und große Mengen von Eigelb Material. Vor kurzem, die Praxis der Transplantation von primordialen Keimzellen (PGCs) oder spermatogonial Stammzellen (SSCs) bietet einen Bypass um diese Barriere durch die Entwicklung in funktionale Spermien und Eizellen nach Transplantation5. Kryokonservierung von SSCs bietet daher eine neue Grenze in der Erhaltung der seltenen und wertvollen genetischen Ressourcen.
Obwohl Kryokonservierung viele Vorteile bietet, erzeugt die langsame Geschwindigkeit Gefrierprozess mehrere Bedingungen, die zu Zelle Schaden2führen können. Dazu gehören intrazelluläre und extrazelluläre Eisbildung, Dehydrierung und Kryoprotektivum Toxizität. Intrazelluläre Eis schädigt die Zellen, extrazelluläre Eis führen zu mechanischen Zerkleinerung von Zellen, während die Diffusion von Wasser aus den Zellen während langsamen Rate Einfrieren zu Dehydrierung6führen kann. Vor kurzem wurde Verglasung als eine Technik, die verhindert, die negativen Auswirkungen der Eisbildung dass in der Konservierung von Fisch Gameten7,8,9angewendet. Es stellt einen ultra-schnellen Kühltechnik, durch die die internen und externen Medien in eine amorphe/Glaszustand verwandeln, ohne kristallisieren in Eis7,10. Erfolgreiche Verglasung der Hoden und Eierstöcke Gewebe hat Vogelgrippe und Säugetier Arten10,11,12, in Fisch, sowie Möglichkeiten für seine Anwendung womit belegt.
In dieser Studie stellen wir die Nadel eingetaucht Verglasung (NIV) Verfahren für die Kryokonservierung der gesamten Zebrafisch Hoden. Wir zeigen eine zuverlässige Methode für die Isolierung von Zebrafisch Frühphasen-Keimzellen ohne Verunreinigungen und eine Kryokonservierung Prozess, der relativ hohe Mengen an Frühphasen-Keimzellen mit einer geringen Präsenz von anderen Zellen, vor allem Spermien ergibt. Nach bestem Wissen und gewissen ist dies die erste Studie, die ein detailliertes visualisiertes Protokoll für ultra-schnelle Kühlung von Fisch Gonaden Gewebe und Zebrafisch Keimbahnzellen zu demonstrieren. Reproduzierbarkeit der Methode zeigt sich darüber hinaus in fünf verschiedenen Zebrafisch-Stämme: AB Wildtyp, Casper (Roy– / –; Perlmutt– / –), Leopard (Leot1/t1), Wasa [Tg (vas::eGFP)] und Wilms Tumor [Tg (wt1b::eGFP 1)] transgene Linie.
Protocol
Representative Results
Discussion
Das Hauptziel dieser Studie war Anpassung die Nadel ultra-schnelles Kühlungs Verfahren entwickelt für Vögel und Säugetiere Arten10,11,12 , die Kryokonservierung von Fisch Hoden (Zebrafisch als Modell eingetaucht Organismus). Die meisten der bisherigen Studien zur Kryokonservierung von Zebrafisch genetischer Ressourcen konzentrierten sich in erster Linie auf Kryokonservierung von Zebrafisch Sperma2<sup…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Studie wurde unterstützt durch die nationalen Forschung, Entwicklung und Innovation Office von Ungarn (Grant 116912, ÁH), COST-Büros (Lebensmittel und Landwirtschaft COST Action FA1205: AQUAGAMETE), das Stipendium Hungaricum Stipendienprogramm (Finanzhilfe für ZM) “und” die neu Ungarische nationale Excellence Predoctoral Fellowship (Stipendium, EK).
Materials
| Leibovitz media (L-15) | Sigma-Aldrich | L1518 | Supplemented with L-glutamine |
| Fetal bovine serum (FBS) | Sigma-Aldrich | F9665 | |
| Tricaine methanesulfonate (MS-222) | Sigma-Aldrich | E10521 | |
| HEPES | Sigma-Aldrich | H3375 | |
| Sucrose | Acros Organics | 57-50-1 | |
| Trehalose | Acros Organics | 99-20-7 | Dihydrate |
| Methanol | Reanal | 20740-0-08-65 | |
| Propylene glycol | Reanal | 08860-1-08-65 | |
| Dimethyl sulfoxide | Reanal | 00190-1-01-65 | |
| Collagenase | Gibco | 9001-12-1 | |
| Trypsin | Sigma-Aldrich | T8003 | |
| DNase I | Panreac AppliChem | A3778 | |
| Trypan blue | Sigma-Aldrich | T6146 | |
| Phospate buffered saline (PBS) | Sigma-Aldrich | P4417 | Tablets for preparation of 200 ml PBS solution |
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